Стыковая сварка: оплавлением, сопротивлением, технология проведения

 Ни одно производство металлических конструкций не обходится без сварных технологий.

При помощи них осуществляется соединение различных элементов и составляющих больших сооружений, приборов, машин и других важных изделий. На данный момент разработано множество видов сварочных процессов, которые подходят для деталей с разными размерами.

А вот стыковая сварка часто применяется для труднообрабатываемых материалов, с которыми не могут справиться другие технологии. Этот вид сварочных работ характеризуется большим количеством особенностей и характеристик, о которых стоит поговорить подробнее.

Краткая характеристика

Контактная стыковая сварка - метод сваривания металлических компонентов, основная сущность которого состоит в равномерном прогревании всей области стыка изделий. После нагревания они как модно сильнее стыкуются друг с другом, и в результате получается прочный неразъемный шов.

Сварка встык характеризуется высокой производительностью, это связано с быстрым образованием сварного соединения. При проведении процесса металл расплавляется намного быстрее и равномернее, поэтому соединение появляется достаточно быстро. При желании сварку можно сделать автоматизированной и встроить в конвейер. Поэтому этот вид сваривания часто применяют на серийном производстве, где требуется стыковое сваривание труб и других похожих изделий.

Несмотря на то, что сварные соединения образуются быстро, они получаются прочными и качественными. Они смогут прослужить долгий период в нормальном состоянии. По этой причине сварка встык металла часто применяется при изготовлении автомобилей, самолетов, нефтепроводов.

Особенности технологии

Сварка в стык считается разновидностью контактной электросварки. По этой причине технологические процессе и устройство оборудования для этих процессов сильно похожи. Но все же несколько различий имеется, но они совсем незначительные.

Сварочное оборудование, которое используется для контактной и стыковой сварки, имеет в устройстве следующие компоненты:

• силовой сварочный трансформатор с большой мощностью;
• электрод с неподвижным устройством;
• подвижный электрод;
• механический или электромеханический привод, который предназначен для подвижного электрода;
• система управления рабочим процессом.

Стоит отметить! Если для сваривания применяется оборудование с ручным управлением, то оператор должен постоянно производить визуальный контроль процесса. Это может негативно отразиться на качестве сварного соединения. А вот автоматизированные аппараты управляют операциями на всех стадиях вплоть до удаления нагревательного элемента.

Технология стыковой сварки производится в несколько этапов:

1. На начальном этапе работ свариваемые изделия закрепляются специальными зажимами. Они также применяются в качестве электродов. Сварочное оборудование устроено с учетом того, что размер площади контакта в таких зажимах должен быть большим в отличие от свариваемой поверхности торцов. По этой причине зажимы должны соответствовать форме поверхности свариваемых изделий.
2. Затем подвижный механизм с повышенным усилием при помощи электромеханического привода прижимает край стыка свариваемого элемента к стыку изделия, которое закреплено в зажиме в неподвижном состоянии.
3. Как только все изделия будут прочно зафиксированы и прижаты, производится включение сварочного трансформатора, это делается на 2-3 секунды. Этого времени будет достаточно для того, чтобы через электроды и свариваемое изделие прошел электроток с большой силой. Именно он выделяет повышенный объем теплоты в области наименьшего контакта, а именно на стыке свариваемых изделий.

Виды стыковой сварки

Сварка пластин и других металлических изделий встык может проводиться несколькими способами - оплавлением и сопротивлением. Каждый метод имеет характерные особенности и нюансы, которые обязательно нужно соблюдать при проведении сварочных работ.

Сварка оплавлением

Стыковая сварка оплавлением является популярной технологией, которую используют в разных сферах промышленности. Ее суть состоит в том, что определенный объем напряжения, который подается на область обмоток трансформатора, прекращается, как только два свариваемых изделия соприкоснутся. Если говорить простыми словами, напряжение повышается и в момент наивысшей точки сразу же прекращается его подача. Но при этом сохраняется достаточный объем тепловой энергии для расплавления металлической основы.

На поверхности стыков двух изделий имеются небольшие неровности, именно они обеспечивают хороший контакт между изделиями. Но все же если вы хотите получить отличный результат, то лучше торцевые части сдавить и полностью их выровнять. Это улучшит площадь соприкосновения. Данные условия обеспечат быстрое разогревание и расплавление металла, он в прямом смысле закипит всего за несколько секунд.

Сварка оплавлением характеризуется тем, что при ее проведении могут появляться дополнительные неровности, в которых могут концентрироваться паровые смеси от расплавленных металлов. Но данные пары приносят пользу сварочному процессу, они оказывают защитное воздействие, а именно защищают сварочную зону от негативного воздействия кислорода.

Важно! Контактная стыковая сварка оплавлением проводится с использованием усилия или давления. Его прикладывать необходимо тогда, когда стыки свариваемых изделий уже немного расплавились.

В момент, когда происходит сжатие двух изделий, лишний жидкий металл выходит за пределы. Как раз в это время происходит соединение двух элементов. В результате получается прочный и качественный шов, При его осмотре практически не обнаруживается видимых и скрытых дефектов. Дело в том, что продукты разложения, оксидная пленка удаляются вместе с излишками расплавленной металлической массы.

Контактная сварка оплавлением не требует предварительно подготовки и особой обработки металлических поверхностей. Для проведения не нужно подготавливать торцевые части изделий, это существенно экономит время. Если необходимо сварить элементы, которые имеют разное сечение, то заранее можно сделать противоположные скосы. Это намного улучшит контакт между заготовками, увеличит их площадь соприкосновения.

Сварка сопротивлением

Стыковая сварка сопротивлением существенно отличается от сварочного процесса оплавлением. Во время проведения этой технологии изделия прижимаются губками к поверхности электродов. Именно это позволяет получить хороший контакт, а губки отлично удерживают элементы, предотвращают их скольжение.

Затем элементы с усилием прижимают друг к другу, и после подается электрический ток. Именно он начинает постепенно разогревать металлическую структуру. Разогревание металла должно проводиться до той степени, когда он приобретает пластичные свойства. Под сильным давлением изделия соединяются друг с другом. Лишняя расплавленная металлическая масса выходит, вместе с ней удаляется оксидная пленка.

Обратите внимание! Сварка сопротивлением проводится с постоянным давлением, его подача не должна прекращаться пока металлическая структура полностью не остынет и не образуется прочное соединение. Если соблюдать все правила и принципы, то шов выйдет ровным, без изъянов, дефектов с хорошей износостойкостью.

Контактная стыковая сварка сопротивлением машины и других изделий требует предварительно подготовки и обработки свариваемых изделий. Их необходимо хорошо зачистить. Кроме этого стоит учитывать, что детали, которые сваренные при помощи сварочного процесса сопротивлением имеют меньшую устойчивость к окислению, поэтому этот метод редко применяется. Также сварка подходит только для деталей с небольшим сечением.

Преимущества

Стыковая сварка проволоки и других металлических элементов имеет много положительных особенностей, которые сделали данную технологию популярной и востребованной.

Среди главных преимуществ можно выделить следующие качества:

1. Не нужно проводить предварительную очистку, обработку и подготовку свариваемых кромок.
2. Не требуется предварительная термообработка. Это значительно упрощает задачу и ускоряет процесс. Но все же подготовка и термообработка не выполняется при методе оплавления, в остальных случаях данные меры обязательны.
3. Соединения получаются ровными и качественными. Если при проведении сварки соблюдать важные правила и принципы технологии, то сваренные изделия смогут прослужить несколько десятков лет.
4. Простое и легкое проведение. Стыковой сварочный процесс сможет провести средний специалист и сварщик без опыта. Для выполнения технологии не нужно обладать глубокими знаниями и навыками.
5. После сваривания состав металла имеет высокую химическую однородность. Это положительно отражается на прочностных характеристиках шва.
6. Сварочный процесс поддается полному автоматизированию.
7. Быстрое выполнение.

Недостатки

Важно учитывать, что стыковая сварка уголка и других металлических изделий имеет негативные качества. По сравнению с преимуществами их не так много, но все же не стоит про них забывать.

Среди основных недостатков можно выделить:

• при проведении сваривания наблюдаются достаточно большие затраты на электрическую энергию. Во время плавления материала необходимо постоянно подавать ток с высокими показателями напряжения;
• повышенные требования к параметрам свариваемых изделий из металла;
• используемое оборудование имеет высокую стоимость. По этой причине данная технология не проводится в домашних условиях.

Стыковая сварка пластиковых труб

Сварка полипропиленовых труб встык позволяет прочно пластиковые изделия с разным диаметром и размером. Данная технология имеет отличия от сваривания металлических изделий, это связано с тем, что пластиковый материал не способен пропускать через себя электрический ток. Именно по этой причине торцевые части нагреваются специальными нагревательными элементами.

Стыковая сварка труб из пластика имеет несколько важных особенностей:

• при проведении работ стоит учитывать, что пластиковый материал не способен пропускать ток. По этой причине рекомендуется применять специальные приборы с контактным нагревательным элементом;
• соединяемые изделия сильно прижимаются друг к другу. По этой причине размер диаметра труб должен точно соответствовать;
• для равномерного прогревания поверхности обязательно должна использоваться насадка. Этот элемент должен повторять диаметр и форму трубы;
• при воздействии тепла насадка слегка сжимается. Под давлением образуется качественное и прочное соединение.

Небольшие ПВХ-трубы с диаметром не больше 10 см можно сваривать в домашних условиях. Для этих целей может применяться старый электроутюг. Однако для работ необходим опыт и наличие определенных навыков. Также специалисты указывают, что для получения качественного и прочного шва стоит использовать специальное сварное оборудование для стыковой сварочной технологии.

Виды сварочной проволоки

Сварка пластин и других металлических изделий должна осуществляться с использованием специальной сварочной проволоки. От нее зависит качество и прочностные характеристики соединения.

Выделяют несколько разновидностей проволоки:

1. Медная. Ее обычно применяют при сваривании изделий из низкоуглеродистых сталей.
2. Нержавеющая. Подходит для изделий из хромированных и других легированных сталей.
3. Алюминиевая. Ее часто используют при работе с силуминами и дюралюминием.

Стоит отметить! Особое внимание должно уделяться выбору поперечного сечения. Оно подбирается в соответствии с площадью контакта свариваемых компонентов.

Свойства шва

Контроль сварных стыковых соединений позволяет полностью проверить качество шва и своевременно обнаружить различные дефекты. На производстве данные работы выполняются при помощи специального оборудования, которое позволяет получить точные результаты.

Швы, которые получают при проведении стыковой сварочной технологии, обладают следующими свойствами:

• высокие декоративные качества. Иногда может образовываться широкий вал, который дополнительно обрабатывается. Это позволяет получить ровную и гладкую поверхность;
• надежное и прочное соединение. Соединение способно выдержать разное воздействие, включая переменную нагрузку;
• в области расположения шва металлическая структура не теряет свои свойства. Это связано с тем, что при сваривании происходит локальное нагревание металла.

Области применения

Стыковая сварочная технология применяется в следующих областях:

1. В строительстве для сооружения монолитных арматурных конструкций.
2. В области металлургической промышленности для соединения листового или проволочного проката.
3. В железнодорожном строительстве для изготовления бесстыковых рельс.
4. В сфере автомобильной промышленности при изготовлении разнообразных деталей.
5. В инструментальном производстве.
6. Для сваривания пластиковых и металлических труб.

Обратите внимание! Сварка стальных труб встык часто применяется при прокладке нефтепроводов и газопроводов. Именно эта технология позволяет быстро и прочно сваривать изделия с диаметром 142 см.

Стыковая сварочная технология востребованный метод, который нашел применение во многих областях производства. При помощи него изготавливаются разнообразные металлические и пластиковые конструкции особо значения. Но все же чтобы его проводить необходимо дорогостоящее оборудование - стыковая сварочная машина. Данные приборы могут позволить только крупные предприятия и производства, поэтому в домашних условиях этот метод не проводится.

Интересное видео